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電鍍是一種借助電流的作用，將有關(guān)金屬均勻涂覆到基底材料表面的過程。作為一種表面精湛工藝，電鍍已成為機(jī)械、電子、儀器、儀表、輕工、航天等諸多領(lǐng)域中提升產(chǎn)品質(zhì)量檔次的一種必不可少的重要手段。它伴隨著被鍍產(chǎn)品的發(fā)展而發(fā)展，同時(shí)又對(duì)被鍍產(chǎn)品質(zhì)量的提高起著重要作用，其特有的裝飾性、防護(hù)性及多功能賦予了被鍍產(chǎn)品多種新的功能，能夠更好地滿足工業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，是被鍍產(chǎn)品在激烈競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)市場(chǎng)的重要支撐。電鍍工業(yè)已經(jīng)成為我國重要的加工行業(yè)之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。
據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，全國現(xiàn)有電鍍生產(chǎn)企業(yè)約15000多家，與電鍍生產(chǎn)企業(yè)配套的企業(yè)數(shù)百家，形成了5000多條不同規(guī)模的生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力達(dá)到3×109┫以上的電鍍面積。近十年來，民營電鍍企業(yè)發(fā)展迅速，但企業(yè)規(guī)模普遍較小，年電鍍能力超過10┫的企業(yè)不足500家，大多數(shù)企業(yè)使用的技術(shù)和設(shè)備較為陳舊，生產(chǎn)線一般為半機(jī)械化和半自動(dòng)化控制，少數(shù)仍然是手工操作。從行業(yè)分布上講，電鍍企業(yè)中約有33.8%分布在機(jī)器制造工業(yè)，20.2%在輕工業(yè)，5-10%在電子工業(yè)，其余主要分布在航空、航天及儀器、儀表工業(yè)。從電鍍品種上講，我國電鍍加工中涉及最廣的是電鍍鋅、銅、鎳和鉻，其中鍍鋅占45-50%，鍍銅鎳鉻占30%，氧化鋁和陽極化膜占15%，電子產(chǎn)品鍍鉛、錫和金銀等貴重金屬約占5%。
2、 電鍍工業(yè)存在的問題
我國電鍍行業(yè)目前存在的主要問題包括以下幾個(gè)方面：
①工業(yè)布局欠合理，電鍍工業(yè)的分布和發(fā)展缺少總體和完善的規(guī)劃。由于工廠多、規(guī)模小、專業(yè)化程度低，造成生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)效益差。
②對(duì)電鍍工業(yè)和電鍍技術(shù)研究投入不夠，缺乏必要的技術(shù)支撐。生產(chǎn)工人缺乏必要的專業(yè)性訓(xùn)練和在崗培訓(xùn)，電鍍企業(yè)的管理水平和技術(shù)更新能力普遍較低，適應(yīng)市場(chǎng)變化的能力較差。
③大部分電鍍企業(yè)的物耗、能耗都大大超過國外平均水平，對(duì)電鍍廢棄物的處置隨意性較大。
上述三方面的原因使電鍍行業(yè)變成了污染最大的行業(yè)之一。
電鍍行業(yè)的污染狀況和電鍍廢棄物的再生利用現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。目前，全國電鍍行業(yè)每年排放約4×108T含重金屬的廢水、5×108T固體廢棄物和3×107m3酸性氣體。盡管從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，約70%-80%的國有電鍍廠建立了污染控制設(shè)施，但其中的許多設(shè)施由于多方面原因不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，城市電鍍企業(yè)的污染控制設(shè)施中只有50%能運(yùn)轉(zhuǎn)，農(nóng)村地區(qū)只有25%，大多數(shù)民營和鄉(xiāng)鎮(zhèn)電鍍企業(yè)采取實(shí)質(zhì)性的污染控制措施較少。電鍍廢棄物的不當(dāng)處置，一方面嚴(yán)重污染了日益脆弱的生態(tài)環(huán)境，另一方面也造成了資源的極大浪費(fèi)。電鍍廢水中的有色金屬，大部分是我國的緊缺資源，其潛在價(jià)值很高，21世紀(jì)將成為僅次于石油的重要戰(zhàn)略資源。
二、 電鍍廢水處理方法分析
電鍍生產(chǎn)過程中的高用水量以及排放出的重金屬對(duì)水環(huán)境的污染，極大地制約了電鍍工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。傳統(tǒng)的電鍍廢水處理工藝成本過高，重金屬未經(jīng)回收便排放到水體中，極易對(duì)生物造成危害。
目前常用的電鍍廢水處理方法有以下幾種：
①傳統(tǒng)化學(xué)法
化學(xué)處理法主要是采用酸堿中和及投加化學(xué)藥劑等方法使在水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?。處理過程中產(chǎn)生了大量的淤泥，造成了二次污染，其處理后的水排放，造成了水資源和物料資源的極大浪費(fèi)，且能耗大。
②離子交換法
離子交換法指利用離子交換樹脂將廢水中的陰、陽離子除去。較化學(xué)沉淀法具有能耗低，不產(chǎn)生污泥等優(yōu)點(diǎn)，但它不能產(chǎn)生濃度較高的溶液返回電鍍槽，不能除去清洗業(yè)液中的有機(jī)物，所以產(chǎn)水即使回用也不能滿足生產(chǎn)補(bǔ)給水要求。
③電滲析法
電滲析法即利用滲透膜使廢水中的陰、陽離子作定向遷移，濃縮電鍍廢水。電滲析法具有能耗低、濃縮液可以回用等優(yōu)點(diǎn)，但它無法回收鍍鉻廢液中的金屬鉻，產(chǎn)生的稀溶液只能作為清洗用水，不能回用于生產(chǎn)線，過剩的稀溶液在排放前需要進(jìn)一步處理，形成了二次污染。
④電解回收法
電解回收法是利用電解將廢水中有用的金屬聚集到陰極上。電解回收法聚集的金屬可以循環(huán)再利用，但電解回收法不適用于稀電鍍廢水，且具有電流太大，處理不徹底等缺點(diǎn)。
⑤蒸發(fā)法
蒸發(fā)即將電鍍廢水蒸發(fā)，濃縮電鍍液。蒸發(fā)出的水也僅可以作為清洗，濃溶液可以補(bǔ)充電鍍液，操作簡單，維修方便，但能耗大，循環(huán)再利用的老化液難以處理，運(yùn)行成本高。
三、 全膜法水處理技術(shù)―工業(yè)廢水處理回用裝置
利用膜分離技術(shù)對(duì)電鍍廢水與重金屬電鍍廢液進(jìn)行處理可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)設(shè)計(jì)，經(jīng)過膜分離技術(shù)處理的電鍍廢水，可以實(shí)現(xiàn)水的回用和重金屬的“零排放”或“微排放”，使生產(chǎn)成本大大降低。
①原理
全膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用是基于篩分原理，其過程即從大分子的篩分到小分子和離子的篩分。
②應(yīng)用說明
工業(yè)廢水處理回用裝置的電鍍廢水處理一般包含兩個(gè)部分：以原樣回收電鍍廢液中的重金屬為目的的單元單質(zhì)系統(tǒng)和以回收廢水中的水資源補(bǔ)給到生產(chǎn)線的綜合處理系統(tǒng)
I.包含綜合廢水、酸堿廢水和行業(yè)廢水的綜合處理系統(tǒng)
綜合處理系統(tǒng)主要以回用廢水中的水資源為目的，其產(chǎn)水優(yōu)于自來水，可以提高鍍件表面結(jié)合力從而達(dá)到提高鍍件質(zhì)量的目的。
原水箱――原水增壓泵――疊濾――多介質(zhì)過濾――ACF過濾――DMF過濾――UF過濾裝置――UF水箱――分離高壓泵――中間水箱――RO系統(tǒng)――產(chǎn)水箱――輸送泵――生產(chǎn)線
II.單元單質(zhì)處理系統(tǒng)
單元單質(zhì)處理系統(tǒng)是以回用重金屬電鍍廢液中的重金屬資源為目的的，其過程為全物理過程，對(duì)單一鍍種的廢液做到了原樣回收。
原水箱――原水增壓泵――疊濾――袋式過濾器――DMF過濾――UF過濾裝置――UF水箱――分離高壓泵――中間水箱――RO系統(tǒng)――產(chǎn)水箱――輸送泵――生產(chǎn)線
③效益分析
膜分離作為一項(xiàng)高新技術(shù)廣泛應(yīng)用于電鍍、化工、制藥、電子、食品加工、生物技術(shù)及環(huán)保等領(lǐng)域，尤其是在電鍍行業(yè)的鍍鎳、鍍鉻、鍍銅等鍍液及綜合廢水處理回用工藝方面有著廣泛的應(yīng)用前景。它改進(jìn)了傳統(tǒng)電鍍廢水處理工藝,且可以回收廢水中有用的資源,包括水資源再利用,大大地減少了環(huán)境污染,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,將帶來顯著的經(jīng)濟(jì),環(huán)境和社會(huì)效益。
相對(duì)其他技術(shù)而言，膜分離技術(shù)的應(yīng)用具有能耗低、常溫運(yùn)行、適用范圍廣、裝置簡單、操作容易且易控制、便于維修管理、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。
工業(yè)廢水處理回用裝置在電鍍行業(yè)的廢水處理上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了零排放或者微排放，水資源的回用和重金屬的回收，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其投資一般可在三年之內(nèi)回收。
四、膜分離技術(shù)在電鍍廢水處理的應(yīng)用說明
1、電鍍廢水處理
（1）鍍鎳漂洗水處理 實(shí)踐證明采用RO反滲透技術(shù)在低壓條件下（2.1Mpa）具有良好的鎳分離性能，鎳鹽中的氯化物、硫酸鹽去除率為96.6%，在壓力1.4Mpa，水回收率為90%時(shí)，鎳的去除（回用）率在99%以上。特別是對(duì)硫酸鹽和硫酸銨鹽的去除率更高并證實(shí)光亮劑的存在對(duì)膜性無不良影響。
（2）鍍鉻廢水處理 鍍鉻廢水占電鍍水總量的70%，由于廢水中的pH低，并且具有氧化性，采用CA膜并調(diào)整pH4～7，對(duì)Cr3+分離率大于98%，透水性能良好。但是處理鍍鉻廢水要比處理鍍鎳廢水復(fù)雜得多，這需要在進(jìn)入膜分離前先將鍍鉻廢水預(yù)處理，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。采用PSA膜，在4Mpa下，Cr3+分高率達(dá)95%，透水速度為0.125m3/（m2d）。目前PSA管式膜裝置處理鍍鉻廢水已在廈門一家工廠使用（其他省市16家）。在一班制運(yùn)行時(shí)，不到三年時(shí)間即可回收全系統(tǒng)工程設(shè)備投資費(fèi)用。
（3）鍍銅廢水處理 CA膜對(duì)硫酸銅溶液具有很高的分離效果，去除率可達(dá)99%。對(duì)氰化鍍銅首先要進(jìn)行破氰處理，對(duì)堿性鍍銅廢水采用PSA管式組件進(jìn)行閉路循環(huán)處理，Cu2+的分離率大于95%， 透水速度大于0.2m3/（m2d）(3Mpa，25℃)，運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)鍍件無質(zhì)量影響。
（4）RO處理鍍金，鍍銀廢水需要用膜組合工藝技術(shù)，可以巧妙地回收金銀，對(duì)氰化鍍銀漂洗水，利用“B-10”組件分離率大于80%，用PBTL膜分離率大于97%，可進(jìn)行有效回收。
五、RO膜分離技術(shù)電鍍廢水典型工程實(shí)例
利用RO系統(tǒng)處理鍍鎳漂洗水，可在1～3年內(nèi)收回全部設(shè)備投資，是一項(xiàng)集經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)境效益最佳投資方案。電鍍廢水工程設(shè)計(jì)一般分為綜合處理和單元處理，兩種綜合處理時(shí)以回用水為設(shè)計(jì)目標(biāo)，單元處理時(shí)既以回用水又以回收物料為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無論設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如何，其回用水質(zhì)都優(yōu)于自來水指標(biāo)。
對(duì)單一鍍種廢液采用RO處理具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、可以實(shí)現(xiàn)電鍍廢水按鍍槽液成分進(jìn)行“原樣”濃縮。被濃縮的電鍍物料可重復(fù)回鍍槽使用（必要時(shí)可作周期性補(bǔ)充），而透過水可作為漂洗水使用，這樣即可以實(shí)現(xiàn)廢水處理的閉路循環(huán)系統(tǒng)。
2、與傳統(tǒng)投藥（化學(xué)）處理方法不同，采用RO法不需向系統(tǒng)內(nèi)添加任何化學(xué)物質(zhì)，因此不產(chǎn)生污染和殘?jiān)瑢?shí)現(xiàn)零排放，更不會(huì)導(dǎo)致二次污染。
3、與蒸發(fā)法和其它相變技術(shù)相比，膜法處理廢水不會(huì)產(chǎn)生相變過程，因而所需能量少、能耗低。
4、對(duì)于能生成沉淀的電鍍廢水，采用UF膜分離法對(duì)沉淀物進(jìn)行濃縮與水分離，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)其濃縮液的回收和水的回用。
5、RO處理設(shè)備占地面積小，設(shè)備緊湊，易自控，可以連續(xù)操作和使用。
但膜分離技術(shù)在處理電鍍廢水時(shí)，由于膜對(duì)電鍍廢水中各種組分的分離率不盡相同，因此濃縮液在返回鍍槽前，需按電鍍液濃度要求進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充和調(diào)整。按電鍍廢水性質(zhì)的不同，如酸堿性不同，有的含有強(qiáng)氧化劑，絡(luò)合劑、光亮劑、無機(jī)物和膠體，所以按操作規(guī)程運(yùn)行、 維護(hù)和保養(yǎng)，也是保證該系統(tǒng)正常工作的一個(gè)關(guān)鍵。
6、鍍鎳廢水處理工藝流程及主要設(shè)備
（1）設(shè)備與配置：鍍鎳槽、三個(gè)逆流漂洗槽，貯存槽、過濾器、高壓泵、穩(wěn)壓罐、RO組件及系統(tǒng)裝置、自控閥、流量計(jì)、溫度計(jì)、pH測(cè)試儀、電導(dǎo)率指示計(jì)、壓力指示計(jì)及微機(jī)控制系統(tǒng)等。
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